炼焦煤气精制工艺详解

焦炉煤气是炼焦过程中产生的副产煤气，每吨干煤约产生 300~350m³ 荒煤气。荒煤气中含有大量杂质，包括焦油雾、萘、苯、氨、硫化氢、氰化氢等，必须经过净化精制才能作为燃料或化工原料使用。焦炉煤气精制的目标是：脱除有害杂质以满足环保排放和用户质量要求；回收焦油、硫磺、硫酸铵、粗苯等高价值化工产品；为钢铁企业提供优质燃气。焦炉煤气的净化通过煤气冷却、脱萘、除焦油、脱硫、脱氨、脱苯以及增压输送等步骤实现，煤气净化设备设置在鼓风机后称为正压流程，设置在鼓风机前称为负压流程。[reference:0]

焦炉煤气精制的主流工艺路线可分为正压流程和全负压流程。全负压流程将初冷器、电捕焦油器、脱硫塔、洗氨塔和洗苯塔等全部净化设备设置在鼓风工序前，使这些设备均在负压状态下操作，解决了正压流程中鼓风机后煤气温度上升带来的问题，并且不必设置煤气终冷或中冷系统，简化了工艺流程，降低了煤气系统的阻力和系统总能耗。[reference:1]

从焦炉集气管来的荒煤气温度约 80~85℃，含有大量水蒸气、焦油蒸气和萘蒸气，必须冷却至 20~25℃ 才能进行后续净化。初冷工序是焦炉煤气净化的第一道关口，其冷却效果直接影响后续设备运行稳定性和化产品回收率。

焦炉荒煤气中一般含硫化氢 4~8g/m³、含氨 4~9g/m³、含氰化氢 0.5~1.5g/m³。硫化氢及其燃烧产物二氧化硫对人身均有毒性，氰化氢的毒性更强，氰化氢和氨在燃烧时生成氮氧化物。H₂S 和 HCN 是形成酸雨的主要物质，必须脱除。[reference:5]HPF 法脱硫是目前国内焦化厂应用最广泛的湿式氧化脱硫脱氰工艺，以煤气自身的氨为碱源，以 HPF（醌钴铁类）复合型催化剂催化氧化，具有脱硫脱氰效率高、流程短、不需外加碱、催化剂用量小、操作费用低等优点。[reference:6]

焦炉煤气中的氨含量一般约 4~9g/m³。氨若不脱除，在煤气燃烧时生成氮氧化物污染大气，同时会在洗苯过程中被洗油吸收导致洗油质量恶化、洗油单耗提高，还会造成脱苯装置设备腐蚀。因此，焦炉煤气必须进行脱氨净化，一般要求煤气中氨含量控制在 0.03g/m³ 以下。[reference:16]

经脱氨后的煤气温度约 50~55℃，含有一定量的萘蒸气。萘在低温下会结晶析出，堵塞管道和设备，因此需要在终冷工序中同时完成煤气冷却和脱萘。终冷脱萘可选择油洗与水洗结合，通常用热焦油洗萘后再用冷水喷洒煤气使温度控制在 25℃，煤气最终脱萘则用轻柴油洗萘，洗萘后煤气中含萘量小于 50mg/Nm³。[reference:22]

洗苯是用洗油吸收煤气中的苯类物质（苯、甲苯、二甲苯等），脱苯是将富油中的苯类物质蒸馏分离出来回收粗苯。目前主流工艺为焦油洗油吸收 + 管式炉加热富油脱苯法。从脱氨工段来的焦炉煤气进入洗苯塔底部，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，从塔顶出来的煤气中含苯要求小于 2g/m³。[reference:27]

焦炉煤气精制工序是焦化企业环保治理的重点环节，主要污染物包括苯、苯并[a]芘、HCN、酚类、非甲烷总烃、NH₃、H₂S、VOCs 等。[reference:31]执行《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171-2012），并需满足超低排放要求。